KR100226710B1 - 모니터의 수평 편향 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터의 수평 편향 회로에 관한 것으로서, 본 발명의 회로는 수평 구동 신호(a)를 출력하는 수평 발진부(120)와, 상기 수평 구동 신호(a)에 의해 스위칭되면서 수평 편향 코일(HD.Y)로 톱니파 전류가 흐르도록 하는 수평 출력부(140)와, 상기 수평 출력부(140)로 파라볼라 파형의 B+ 전압을 인가하는 B+ 전압 발생부(210)와, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 에미터 전류를 B+ 전압 발생부(210)로 피이드백 하는 피이드백부(200)를 포함하며 구성된다.

따라서, 본 발명은 고압 회로와 분리되고 파라볼라 B+ 전압을 수평 출력 트랜지스터에 인가함으로 수평 편향 코일로 원하는 톱니파 전류를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 수평 출력 트랜지스터의 에미터 전류를 피이드백하여 파라볼라 PWM 제어신호의 온 타임을 제어할 수 있기 때문에 값비싼 B+ 구동 트랜스포머를 사용하지 않고도 보다 안정적인 B+ 전압을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

모니터의 수평 편향 회로( Horizon deflection circuit in a monitor)

본 발명은 모니터의 편향 회로에 관한 것으로, 특히 고압 회로와 분리된 수평 편향 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 모니터는 컴퓨터의 비디오 카드로부터 수신된 영상 신호와 동기 신호를 입력받아 CRT 화면에 정보를 디스플레이하는 장치로서, 영상 신호를 처리하기 위한 비디오 계통과, 수직 및 수평 편향을 위한 편향 계통 및 전원 계통 등으로 구성된다.

일반적으로 소형 모니터는 편향 회로와 고압 회로를 일체형으로 사용하고 있는 바, 화면이 밝아지면서 CRT의 아노드 전류가 증가하면 고압이 감소하면서 화면이 작아지게 되고, 이를 보상하기 위하여 B+ 전압을 증가시키면 편향 코일로 흐르는 톱니파 전류가 증가하게 되고 이로 인해 전자빔의 편향량이 증가하면서 화면이 커지게 된다.

즉, 상기 편향 회로와 고압 회로가 상호 간섭하면서 모니터는 최상의 화면 상태를 유지할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

이에 최근 모니터 사용자들에게 선호되고 있는 대형 모니터에는 이를 적용시킬 수 없는 바, 대형 모니터에는 편향 회로와 고압 회로를 분리하여 사용하고 있다.

여기서, 일반적인 모니터의 편향 원리를 살펴보면 다음과 같다. 모니터의 캐소드로부터 방출된 전자빔은 그리드를 통과하면서 가속되어지고, 편향 코일의 자계에 의한 전자기 작용으로 진로를 바꿈으로써 형광면의 광점을 이동시키게 된다.

이때, 상기 전자빔의 편향 거리는 자계의 세기에 비례하고 자계는 편향 코일의 전류에 비례하는 전자 편향의 원리를 이용하는 바, 모니터에서는 좌측에서 우측으로 일정 속도로 주사를 하고 우측에서 좌측으로는 매우 빠른 속도로 되돌아가도록 하기 위해서 광점을 수평 방향(좌우)으로 이동시키는 수평 편향 코일과 광점을 수직 방향(상하)으로 이동시키는 수직 편향 코일을 사용하고 있다.

즉, 수평 편향 코일에 도 1에 도시된 바와 같은 톱니파 전류가 흐르도록 하는 바, 상기한 톱니파 전류의 a 점에서는 전자빔을 가장 크게 왼쪽 방향으로 편향하는 힘이 상기 전자빔에 작용하고, b 점에서는 전류가 흐르지 않으므로 전자빔은 직진한다.

또한, b 점에서 c 점으로는 전자빔을 오른쪽으로 구부러지도록 하는 전류가 점차로 크게 흘러 c 점에서는 전자빔이 가장 오른쪽으로 편향되고 그 후 전류가 급격히 감소하여 a' 점부터 상기의 과정을 반복하게 된다.

도 2는 상기와 같은 톱니파 전류를 발생하는 고압 회로와 분리된 편향 회로가 도시되어 있는 바, 비디오 카드(110)에서 출력된 수평 동기 신호는 수평 발진부(120)에서 출력되는 수평 구동 신호(a)로 적절하게 신호 변조되어 구동 트랜지스터(TR1)로 공급된다.

상기 수평 구동 신호(a)는 구동 트랜지스터(TR1)를 온 시키고 구동 전원(Vcc)과 상기 수평 구동 트랜지스터(TR1)와 수평 구동 트랜스포머(HDT)를 도통시킴으로 출력 트랜지스터(TR2)의 베이스 단자에 전류를 공급해준다.

이때, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 턴 온되면 더미 트랜스포머(DT)를 통해 B+ 전류가 수평 편향 코일(HD.Y)을 통해 수평 출력 트랜지스터(TR2)로 흐르게 된다.

상기와 같이 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 온 되는 동안에는 톱니파의 유효 주사기간의 후반부(즉, b 점에서 c 점 사이)에 해당되고, 수평 구동 신호(a)에 따라 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 급격하게 턴 오프 되면 수평 편향 코일(HD.Y)에 축적된 전류가 귀선 캐패시터(RE.C)를 충전시킨다.

여기서, 상기 귀선 캐패시터(RE.C)가 완전히 충전되면 수평 편향 코일(HD.Y)로 다시 방전하고, 이에 따라 수평 편향 코일(HD.Y)에 전류가 다시 축적된다.

이때, 상기 귀선 캐패시터(RE.C)의 충전 및 방전의 전기간이 귀선 기간(즉, c 점에서 a' 점 사이)에 해당하는 기간이 된다.

또한, 상기와 같이 수평 편향 코일(HD.Y)에 에너지가 축적되어 편향 코일 전압이 댐퍼 다이오드(D)에 순방향의 바이어스를 인가할 정도가 되면 댐퍼 다이오드(D)가 도통되고 수평 편향 코일(HD.Y)에 흐르는 전류는 제로로 떨어지게 된다.

이때, 상기와 같이 댐퍼 다이오드(D)에 전류가 흐르는 기간이 톱니파의 유효 주사기간의 전반부(즉, a 점에서 b 점 사이)에 해당된다.

상기와 같이 수평 편향 코일(HD.Y)에 흐르는 전류가 제로가 되는 시점에서 수평 구동 신호(H.drive)에 의해 다시 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 턴 온되면서 상기와 같은 과정을 반복하게 되는 바, 상기 수평 편향 코일(HD.Y)에 톱니파 전류(c)가 흐르게 되어서 전자빔의 수평 편향이 이루어지게 된다.

상기의 회로에서 미설명 부호 (b)는 수평 구동 신호(a)가 수평 구동부(130)에 의해 증폭된 상태를 도시한 신호의 파형도이고, R1, R2, R3은 저항이며, C1은 평활용 캐패시터이다.

이때, 상기 수평 출력부(140)로 인가되는 B+ 전압은 파라볼라 파형으로 인가되는 바, PWM 발생기(160)에서 출력되는 파라볼라 PWM 제어신호에 따라 스위칭 소자(Q1)가 턴 온/오프되면서 파라볼라 파형의 B+ 전압이 생성된다.

즉, 상기 PWM 발생기(160)로 마이콤(150)에서 출력되는 수평 사이즈(H.size) 신호와, 수직 동기 신호(V.sync) 및 수평 동기 신호(H.sync)가 입력되는 바, 상기 PWM 발생기(160)로부터 도 3에 도시된 PWM 제어신호가 출력된다. 즉, PWM 제어신호를 이루는 하나 하나의 펄스는 모두 PWM 신호이지만, 수직 주기로 보았을 때에는 파라볼라 파형이 되는 것이다.

상기한 PWM 제어신호는 버퍼부(170)를 통과한 후 B+ 구동 트랜스포머(180)를 통해 스위칭 소자(Q1)의 베이스단으로 인가되는 바, 상기 스위칭 소자(Q1)의 스위칭에 의해 드레인단에 인가된 B+ 전압이 컨버팅된 후 더미 트랜스포머(DT)를 통해 수평 출력부(140)로 인가된다.

그러나, 상기한 B+ 전압 발생부는 PWM 발생기(160) 단의 전압과 스위칭 소자(Q1) 단의 전압 차가 많이 나기 때문에 고가의 B+ 구동 트랜스포머(180)를 사용하여 전압 변환을 하여야 하고, 스위칭 소자(Q1)의 드레인-소오스간의 전압 차가 매우 크기 때문에 고가의 다이오드(D2)와 캐패시터(C2)를 사용해야 하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점이 있음에도 불구하고 상기 B+ 구동 트랜스포머(180)와 다이오드(D2)와 캐패시터(C2)는 보다 안정적인 B+ 전압을 얻기 위하여 사용할 수밖에 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수평 출력 트랜지스터의 에미터 전류를 PWM 발생기로 네거티브 피드백하여 보다 안정적인 B+ 전압을 얻을 수 있도록 된 모니터의 수평 편향 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모니터의 수평 편향 회로는 수평 구동 신호를 출력하는 수평 발진부와, 상기 수평 구동 신호에 의해 수평 출력 트랜지스터가 스위칭되면서 수평 편향 코일로 톱니파 전류가 흐르도록 하는 수평 출력부와, 상기 수평 출력부로 파라볼라 파형의 B+ 전압을 인가하는 B+ 전압 발생부를 포함하며 구성된 모니터의 수평 편향 회로에 있어서,

상기 수평 출력 트랜지스터의 에미터 전류를 B+ 전압 발생부로 피이드백 하는 피이드백부를 더 포함하며 구성되고,

상기 B+ 전압 발생부는 수평 사이즈 신호와 수직 동기 신호와 수평 동기 신호 및 상기 피이드백부로부터 입력되는 피이드백 신호를 입력받아 파라볼라 PWM 제어신호를 출력하는 PWM 발생기와,

상기 파라볼라 PWM 제어신호를 증폭하는 버퍼부와,

상기 버퍼부를 통과한 파라볼라 PWM 제어신호에 의해 스위칭하면서 B+ 전압이 수평 출력 트랜지스터로 인가되도록 하는 스위칭 소자를 포함하며 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 톱니파 전류에 대한 그래프도,

도 2는 종래의 고압 분리형 모니터의 수평 편향 회로를 도시한 회로도,

도 3은 파라볼라 PWM 제어신호를 도시한 파형도,

도 4는 본 발명에 따른 고압 분리형 모니터의 수평 편향 회로를 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110: 비디오 카드120: 수평 발진부

130: 수평 구동부140: 수평 출력부

150: 마이콤170: 버퍼부

200: 피이드백부210: B+ 전압 발생부

220: PWM 발생기

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 수평 편향 회로가 도시된 도면으로서, 이는 수평 구동 신호(a)를 출력하는 수평 발진부(120)와, 상기 수평 구동 신호(a)에 의해 스위칭되면서 수평 편향 코일(HD.Y)로 톱니파 전류가 흐르도록 하는 수평 출력부(140)와, 상기 수평 출력부(140)로 파라볼라 파형의 B+ 전압을 인가하는 B+ 전압 발생부(210)와, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 에미터 전류를 B+ 전압 발생부(210)로 피이드백 하는 피이드백부(200)를 포함하며 구성된다.

여기서, 상기 피이드백부(200)는 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 에미터 전류를 정류하는 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 에미터 전류를 부궤환 증폭하여 PWM 발생기로 출력하는 오피앰프(OP)를 포함하며 구성되는 바, 상기 정류부는 저항(R28)과 캐패시터(C23)로 구성되고, 상기 오피앰프(OP)는 저항(R25)을 통해 부궤환되며, 상기 정입력 단자로는 저항(R26,R27)에 의해 분압된 기준 전압이 인가된다.

물론, 상기 오피앰프(OP)의 출력전압은 저항(R24)을 통해 PWM 발생기(220)로 입력되도록 되어 있다.

상기 B+ 전압 발생부(210)는 수평 사이즈 신호(H.size)와 수직 동기 신호(V.sync)와 수평 동기 신호(H.sync) 및 상기 피이드백부(200)로부터 피이드백 신호를 입력받아 파라볼라 PWM 제어신호를 출력하는 PWM 발생기(220)와, 상기 파라볼라 PWM 제어신호를 증폭하는 버퍼부(170)와, 상기 버퍼부(170)를 통과한 파라볼라 PWM 제어신호에 의해 스위칭되면서 B+ 전압이 수평 출력 트랜지스터(TR2)로 인가되도록 하는 스위칭 소자(Q1)와, 상기 스위칭 소자(Q1)의 게이트단에 접속되어 버퍼부(170)에서 출력된 파라볼라 PWM 제어신호를 가속하고 상호 병렬 접속된 스피드업 저항(R21) 및 다이오드(D21)와, 상기 스피드업 저항(R21)과 상기 스위칭 소자(Q1)의 게이트단 사이에 접속된 AC 커플링 캐패시터(C21)와, 상기 스위칭 소자(Q1)의 소오스단과 입력 B+ 전압 사이에 접속되는 필터링 인덕터(L1)와, 상기 스위칭 소자(Q1)의 구동 전위를 결정하기 위하여 상기 스위칭 소자(Q1)의 게이트-소오스단 사이에 접속된 제너 다이오드(D22)를 포함하며 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과는 다음과 같다.

본 발명에 있어서 비디오 카드(110)와 수평 발진부(120)와 수평 구동부(130)와 수평 출력부(140)는 그 구성과 동작이 종래 기술과 동일한 바, 본 발명에서는 그 설명을 생략하기로 하고, 본 발명의 신 기술을 설명하는데 필요한 부분에 대하여만 필요에 따라 하기로 한다.

PWM 발생기(220)는 마이콤(150)에서 출력되는 수평 사이즈 신호(H.size)와 수평 동기 신호(H.sync) 및 수직 동기 신호(V.sync)를 입력받아 파라볼라 PWM 제어신호를 생성하는 바, 상기 파라볼라 PWM 제어신호는 버퍼부(170)를 통과한다.

또한, 상기 버퍼부(170)를 통과한 상기 파라볼라 PWM 제어신호는 스피드업 저항(R21)과 다이오드(D21)를 통해 가속되고, AC 커플링 캐패시터(C21)에서 교류 커플링된 후 스위칭 소자(Q21)의 게이트단으로 인가된다.

이때, 상기 스위칭 소자(Q21)는 상기 파라볼라 PWM 제어신호에 의해 온/오프를 반복하면서 더미 트랜스포머(DT)와 캐패시터(C22)의 작용에 의해 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 콜렉터단으로 B+ 전압을 출력하게 된다. 이때, 제너 다이오드(D22)는 상기 스위칭 소자(Q1)의 구동 전위를 결정하는 바, 스위칭 소자(Q1)의 게이트단 전압이 제어 전압 이상이 되어야 상기 스위칭 소자(Q1)가 턴 온되도록 되어 있다.

상기와 같이 수평 출력 트랜지스터(TR2)로 인가된 B+ 전압은 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 스위칭에 의해 수평 편향 코일(HD.Y)로 톱니파 전류를 흘려주는 바, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 에미터 전류는 B+ 전압과 비례한 값을 가지게 된다.

즉, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 에미터 전류를 알면 상기 B+ 전압의 크기를 알 수 있는 바, 상기 에미터 전류는 저항(R28)과 캐패시터(C23)에 의해 정류되어 오피앰프(OP)의 부입력 단자로 입력된 후 부궤환 증폭되는 바, 저항(R24)을 통해 PWM 발생기(220)로 입력된다.

이때, 상기 PWM 발생기(220)는 상기 피이드백부(200)로부터 인가되는 피이드백 신호만큼 파라볼라 PWM 제어신호를 보상한 후 버퍼부(170)로 출력하는 바, 상기 B+ 전압이 설정치보다 높으면 온 타임이 짧은 파라볼라 PWM 제어신호를 출력하고, 상기 B+ 전압이 설정치보다 낮으면 온 타임이 긴 파라볼라 PWM 제어신호를 출력함으로 보다 안정적인 B+ 전압이 출력되도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치는, 고압 회로와 분리되고 파라볼라 B+ 전압을 수평 출력 트랜지스터에 인가함으로 수평 편향 코일로 원하는 톱니파 전류를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 수평 출력 트랜지스터의 에미터 전류를 피이드백하여 파라볼라 PWM 제어신호의 온 타임을 제어할 수 있기 때문에 값비싼 B+ 구동 트랜스포머를 사용하지 않고도 보다 안정적인 B+ 전압을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수평 구동 신호를 출력하는 수평 발진부와, 상기 수평 구동 신호에 의해 수평 출력 트랜지스터가 스위칭되면서 수평 편향 코일로 톱니파 전류가 흐르도록 하는 수평 출력부와, 상기 수평 출력부로 파라볼라 파형의 B+ 전압을 인가하는 B+ 전압 발생부를 포함하며 구성된 모니터의 수평 편향 회로에 있어서,

   상기 수평 출력 트랜지스터의 에미터 전류를 B+ 전압 발생부로 피이드백 하는 피이드백부를 더 포함하며 구성되고,

   상기 B+ 전압 발생부는 수평 사이즈 신호와 수직 동기 신호와 수평 동기 신호 및 상기 피이드백부로부터 입력되는 피이드백 신호를 입력받아 파라볼라 PWM 제어신호를 출력하는 PWM 발생기와,

   상기 파라볼라 PWM 제어신호를 증폭하는 버퍼부와,

   상기 버퍼부를 통과한 파라볼라 PWM 제어신호에 의해 스위칭하면서 B+ 전압이 수평 출력 트랜지스터로 인가되도록 하는 스위칭 소자를 포함하며 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 수평 편향 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 피이드백부는 상기 수평 출력 트랜지스터의 에미터 전류를 정류하는 정류부와,

   상기 정류부에서 정류된 에미터 전류를 부궤환 증폭하여 PWM 발생기로 출력하는 오피앰프를 포함하며 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 수평 편향 회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 B+ 전압 발생부는 상기 스위칭 소자의 게이트단에 접속되어 버퍼부에서 출력된 파라볼라 PWM 제어신호를 가속하고 상호 병렬 접속된 스피드업 저항 및 다이오드와,

   상기 스피드업 저항과 상기 스위칭 소자의 게이트단 사이에 접속된 AC 커플링 캐패시터와,

   상기 스위칭 소자의 소오스단과 입력 B+ 전압 사이에 접속되는 필터링 인덕터와,

   상기 스위칭 소자의 구동 전압을 결정하기 위하여 상기 스위칭 소자의 게이트-소오스단 사이에 접속된 제너 다이오드를 포함하며 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 수평 편향 회로.

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